治理指南

光触媒技术

    光触媒[Photocatalyst]是光[Photo=Light]+触媒(催化剂)[catalyst]的合成词。光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称,是当前国际上治理室内环境污染的最理想材料。
    光触媒在光的照射下,会产生类似光合作用的光催化反应,产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧,具有很强的光氧化还原功能,可氧化分解各种有机化合物和部分无机物,能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质,可把有机污染物分解成无污染的水(H2O)和二氧化碳(CO2),因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。
    目前限制光触媒技术应用的难点主要在于:纳米化的二氧化钛生产技术及光源。
    首先其催化效果与粒子的大小有很大关系。目前国产的纳米级的二氧化钛粒径多在10-50微米,催化效率不高,一般在5-10微米粒径的二氧化钛催化效率较高。
    其次催化效率与光源有关。一般来说,用紫外光或阳光中的紫外线照射时催化效率最高,普通的灯光及其它散射光催化效率大打折扣。
    光触媒生产技术是在用亚稳态氯化法合成纳米二氧化钛的技术基础上,根据光催化功能高效性的需要,进行掺杂和表面处理,制成特有的在室内自然光和黑暗区微光也能显著发挥光催化作用的纳米二氧化钛光催化剂,纳米粒径做到了1.0-1.8纳米之间,将其作为功能粉体材料,复合到塑料、皮革、纤维、涂料等材料中,研制成无污染、无毒害的纳米TiO2光催化绿色复合材料,充分发挥抗菌、降解有机污染物、除臭、自净化的功能,这类环保型功能材料实施方便、应用性强,能实用到生活空间的多种场合,发挥其多功能效应,成为我们生活环境中起长期净化作用的环保材料。
    从研发纳米TiO2的功能性和开拓应用领域的目标出发,通过亚稳态氯化法生产金红石型或锐钛矿型纳米TiO2。亚稳态氯化法彻底解决了传统氯化法中的高温结疤问题,一定程度上克服了纳米粒子易产生硬团聚的问题,使纳米TiO2产品的粒径和晶相转变达到可控。通过无机纳米层对TiO2基体的包覆,一定程度上封闭了晶格缺陷并隔绝了新生态[O]的向外释放,以此克服晶格缺陷引起的光活性反应加剧涂料、塑等材料的粉化、老化等问题;通过有机表面改性技术修饰纳米TiO2颗粒表面的同性电荷分布状态,降低颗粒间自团聚能力,以此改善纳米粉体的分散性和复合材料的相容性;通过对纳米TiO2进行特定的半导体杂化处理,强化了光催化作用,提高了抗菌防霉、降解有机污染物的作用,使光催化效应不受光源限制,拓宽了纳米TiO2的应用领域。

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